تكنولوجيا الإنزيمات
في المنظفات
بدأ الناس بتجارب استخدام
الإنزيمات في الغسيل منذ عام 1913. وبما أنّ بقع الأوساخ ليست ذات
طبيعة واحدة، وهي عبارة
عن أنواع مختلفة من الجزيئات، فهناك حاجة لأنواع مختلفة من الإنزيمات لتفكيكها.
الإنزيمــات البروتينيــة
تحطّــم البروتينــات، وبذلــك فهــي جيّــدة للــدم، والبيــض، والمــرق، وبقــع
بروتيــن أخــرى. أمــا
الأميليــز فيفــكك النشــا وإنزيــم اللايبيــز فيعمــل علــى تفكيــك الدهــون
والشــحوم المعدنيــة.
وبالرغــم مــن أن بــودرة الغســيل عــادةً تحتــوي نوعًــا واحــدًا مــن الإنزيمــات،
ومــع ذلــك فقــد تحتــوي
بعــض أصنــاف البــودرة علــى نوعيــن أو ثلاثــة إنزيمــات معًــا.
الإنزيمات المتوفرة
في الأسواق:
-1
إنزيمات بروتينية
( savinase)
و (alcalase)
-2
الأميليز
-3 .
اللايبيز
-4
السيلوزايم والسليوليز
ابحث: في تقنيات حديثة
لإنتاج الأجبان.
بروتينات وحيدة الخلية
يمكـن أن يتـمّ إنتـاج
البروتينـات والكربوهيـدرات وغيرهـا مـن المـواد العضويـة مـن كائنـات وحيـدة
الخليـة، باسـتخدام
المخلفـات النباتيـة والحيوانيـة، مثـل نشـارة الخشـب، وكيـزان الـذرة، وغيرهـا الكثيـر.
ويتــم ذلــك مــن خــلال
اتبــاع الخطــوات الآتيــة:
-1
توفير مصدر الكربون
الذي قد يحتاج لمعالجة فيزيائية أو كيميائية أو كليهما.
-2
مصـادر النيتروجيـن
والفوسـفور وغيرهـا مـن العناصر الغذائية اللازمة لدعـم النمو الأمثل للكائنات إضافـة
الحيـة الدقيقة المختارة.
-3
الوقايـة مـن التلـوث
مـن خـلال الحفـاظ علـى ظروف معقّمـة أو صحية، عن طريق تسـخين المكونات،
أو تعقيمها عن طريق
الترشـيح والتخمير، ويجب كذلك أنْ تكون المُعدّات المسـتخدمة معقّمة.
تنمية الكائن الحي الدقيق
المستخدم بصورة نقية.
-5
يجـب توفيـر وسـط غنـي
بالأكسـجين إلا فـي حالـة اسـتخدام الطحالـب. وكمـا يجـب توفير نظـام تبريد
فـي حـال ارتفعـت درجـة
الحـرارة بفعـل عمليات إنتـاج الطاقة.
-6
معالجة المادة الحيوية؛
لتعزيز قدرتها الإنتاجية والتخزينية.
ويجب مراعاة اختيار
الكائن الحي الدقيق المناسب لإنتاج المادة الغذائية المراد إنتاجها.
استخلاص التيربينات
هـي مكوّنـات الزيـوت
الطيّـارة فـي النباتـات العطريـة التـي تحتـوي مركبـات ذات صيـغ كيميائيـة
يدخــل فــي تركيبهــا
عــدد مكــرر مــن وحــدات بنائيــة الآيزوبريــن.
استخلاص التربينات من
النباتات :
هناك طرق عدة متّبعة
لاستخلاص التربينات من المصادر النباتية، منها:
1- التقطير بالبخار.
2- الاستخلاص بواسطة
مذيبات متطايرة.
3- الادمصاص على سطح
المركب.
وهنـا سـنركّز علـى
طريقـة اسـتخلاصها بالتقطيـر بالبخـار؛ نظرًا لقابليـة تطبيقها منزلياً بسـهولة. ولكن
يجــب أن ننــوّه إلــى
أماكــن تواجدهــا فــي أجــزاء النبــات المختلفــة.
-1
الأزهار: مثل الورد،
والياسمين، والبابونج.
-2
الأوراق: مثل الريحان،
والزعتر، والنعناع.
-3
الثمار: مثل البرتقال
والليمون.
-4
البذور: مثل الهيل،
و حبة البركة، والخروع، واليانسون، والكمون.
-5
الجذور: مثل العرقسوس،
والزنجبيل.
-6
السيقان والقلف : مثل
أخشاب الصنوبر، و الحور، والصفصاف، والقرفة.
اسـتخلاص الزيـوت العطريـة
مـن النباتـات العطريـة بطريقـة التقطيـر تعتمد على تطايـر الزيوت العطرية
مــع البخــار؛ حيــث
إنّ درجــة غليــان الزيــوت العطريــة تنخفــض عنــد خلطهــا بالمــاء.
يرجـع تاريـخ التقطيـر
إلـى عصـر الفراعنـة كمـا تـدل النقـوش علـى ذلـك، وهـي أشـهر طرق اسـتخراج الزيوت
العطريـة، وهـو تحويـل
السـائل إلـى بخـار بالتسـخين، ثـم تكثيـف هـذا البخـار و تحويلـة إلـى سـائل بالتبريـد.
أسئلة الوحدة
ضع دائرة حول رمز الإجابة
الصحيحة فيما يأتي: السؤال الأول:
1 أيّ من الرباعيات
الآتية تشكل العناصر الأساسية في تركيب المادة الحية؟
أ) الاكسجين، الهيدروجين،
الكالسيوم، الكربون.
ب) الأكسجين، الهيدروجين،
الكربون، النيتروجين.
ج) الاكسجين، الكربون،
النيتروجين، الفوسفور .
د) الأكسجين، الهيدروجين،
النيتروجين، الكالسيوم.
2 أيّ من المركّبات
الآتية مركب كربوهيدراتي؟
CaCO3
د)
H2CO3
ج)
C12H22O11
CH ب)3CH2أ) COOH
3 أيّ العناصر الآتية
يعمل على تقوية جهاز المناعة؟
ج) الفوسفور. د) الزنك.
ب) النيتروجين.
أ) الكبريت.
4 ماذا يحدث عند وضع
خلية دم حمراء في محلول ملحي عالي التركيز؟
ج) تنفجر. د) تبقى كما
هي.
أ) تقوم بالشرب الخلوي.
ب) تنكمش.
5 مـاذا تسـمّى طريقـة
انتقـال أيونـات الصوديـوم عبـر بروتيـن ناقـل مـن خـارج الخليـة إلـى داخلهـا، دون
الحاجـة إلـى طاقـة؟
.أ) الانتشار. ب) الانتشار
المسهل. ج) النقل النشط د) الادخال الخلوي
6 أيّ من الآتية يعمل
على تقليل طاقة التنشيط؟
ب) العامل المرافق.
ج) المواد المتفاعلة. د) الإنزيم.
أ) الأيون.
7 أي من الآتية لا
يلعب الفوسفور فيها دوراً مهمًا في الخلايا الحية؟
ب) يدخل في تركيب النسيج
العظمي.
أ) يدخل في تركيب الغشاء
الخلوي.
د) يؤثر في دخول المواد
وخروجها في الخلية.
ج) يدخل في تركيب بروتينات
الخلية.
8 ما الوحدة البنائية
لتركيب الكايتين؟
ج) غلوكوز أمين. د)
غلوكوز.
أ) α غلوكوز. ب) β غلوكوز.
9 أيّ الأنزيمات الآتية
يعمل بأعلى كفاءة عند الأرقام الهيدروجينية المنخفضة؟
ب) المعدة.
أ) الفم.
د) الدم.
ج) الأمعاء الدقيقة.
10 في أيّة حالة ينتقل
الماء من خارج الخلية إلى داخلها؟
أ) تركيزه في الداخل
أعلى منه خارجها.
ب) تركيزه في الخارج
أعلى منه داخلها.
ج) تركيز المذابات في
الداخل أقل منه في خارجها.
د) تركيز المذابات في
الداخل مساويا له في خارجها.
بيّن الدور الحيوي الذي
يؤديه كلٌّ ممّا يأتي في الكائنات الحية: السؤال الثاني:
ج الكوليسترول.
أ أملاح الزنك. ب
البروتينات السكرية.
كيـف يسـهم الكايتيـن
فـي الحفـاظ فـي الحفـاظ علـى حيـاة المفصليّـات فـي الصحـاري السـؤال الثالـث:
الجافة؟
فسّرْ ما يأتي: السؤال
الرابع:
1
يشكل الأكسجين حوالي
ثلثي كتلة جسم الإنسان.
2
الصوديــوم والكلــور
عنصــران ســامّان للإنســان، وعنــد اتّحادهمــا يكوّنــان ملــح الطعــام المفيــد
للإنســان.
3
يفُضّل عدم غلي الزعتر
والبابونج للحصول منه على علاج للاستخدام البشري.
4
عددُ أنواع الإنزيمات
في الجسم كبير جداً، بينما كمية كلّ نوع قليلة جدًا.
5
ارتفاع درجة حرارة الأطفال
أكثر خطورة منها على كبار السن.
يبيّـن الشـكل الآتـي
العلاقـة بين نشـاط ثلاثـة إنزيمات مع التغير في الرقـم الهيدروجيني، السـؤال الخامـس:
اسـتخدمه للإجابـة
عـن الأسـئلة التي تليه:
1) أيّ هذه الإنزيمات
يعمل في الفم، والمعدة، والأمعاء ؟
2) ماذا تتوقّع أن
يحدث لإنزيم الببسين عند وصوله إلى الأمعاء؟
أعطـى المعلـم كلًا
مـن أحمـد، وعبداللـه، ومريـم، وسـعاد عينـة مـن مـوادّ عضويـة، السـؤال السـادس:
وطلـب منهـم تحليلهـا؛
لمعرفـة العناصـر الداخلـة فـي تركيبهـا، ونسـبة كل عنصـر. فكانـت نتائـج التحاليـل
كمـا هـي فـي الجـدول:
العينة
الكربون
الاكسجين
الهيدروجين
النيتروجين
الفوسفور
عينة أحمد
%77
%13
%10
0
0
عينة عبدالله
%40
%53.5
%6.5
0
0
عينة مريم
موجود
موجود
موجود
موجود
موجود
عينة سعاد
موجود
موجود
موجود
موجود
غير موجود
بيّنْ نوع المواد العضوية
في العّينات الأربع.
ما الذي يحدث للخلية
إذا لم يعد بمقدورها إنتاج الكوليسترول؟ السؤال السابع:
ي
نشاط الإنزيم
نجح منتخَبُ فلسطينَ
في التأهّل إلى نهائيّات كأس آسيا (2015)
كيف تتكاملُ أجهزةُ
جسم اللاعب أثناء المباراة؟
اﻟﻮﺣﺪة اﻟﺜﺎﻧﻴﺔ
أجهزة جسم الإنسان
(Human Body Systems)
يتحقّــق التناغــم
الوظيفــي بيــن أعضــاء جســم الإنســان المختلفــة وأجهزتــه، عــن طريــق التنســيق
والتكامـل بينهـا بدرجـة
عاليـة مـن الكفـاءة، سـنتناول فـي هـذه الوَحـدة كلًا مـن: الجهـاز العصبـي، والغـدد
الصمّــاء، والجهــاز
العضلــي.
من خلال دراستك هذه
الوَحدة يمكنك تحقيق النتاجات الآتية:
*
الربط بين تركيب كلّ
من أجهزة جسم الإنسان (العصبي، الغدد الصماء، العضلي)، ووظائف
أجزائها، وآليّة عملها
وتكاملها.
اكتساب كفايات لتحسين
نوعية حياتنا.
زيادة الوعي لأهمية
التقانات التي تُسهم في رفاهيتنا.
تنفيـذ مشـاريع حـول
مخاطـر مخلّفـات المسـتوطنات، وأثـر اسـتخدام المبيـدات الزراعيـة فـي المجتمع
الفلســطينيّ فــي صحــة
الأجهــزة العصبيــة، والغــدد الصمــاء، والعضليــة، وآثارهــا البيئيــة، ودور
وزارة
الزراعـة والمؤسسـات
فـي تنظيـم اسـتخدامها.
الفصل الأول
الجهاز العصبي (Nervous System)
يتميّــز الإنســان
عــن بقيــة الكائنــات الحيــة
الأخــرى بامتلاكــه
جهــازًا عصبيًــا متطــورًا، يشــكّل شــبكة
اتصــالات داخــل جســمه،
ويتحكّــم الجهــاز العصبــي
فــي أنشــطة جميــع
أجهــزة الجســم ووظائفهــا، وينسّــق
عملهــا بدقــة بالغــة
بالتــآزر مــع جهــاز الغــدد الصمّــاء.
يتألــف الجهــاز العصبــي
مــن بلاييــن الخلايــا عاليــة التخصــص
. فَمــمّ يتركــب العصبــون؟عصبونــات
(Neurons)
تســمى
ومـا أنواعـه؟ ومـا
المقصـود بالسـيال العصبـي؟ ومـا آليّـة تكوينـه
وانتقالـه؟ ومـمّ يتركـب
الجهـاز العصبـي؟ ومـا وظائفـه؟ ومـا أهـم
المشـكلات الصحيـة التـي
يتعـرض لهـا؟
مـن خـلال دراسـتك هـذا
الفصل سـتتمكن مـن الإجابة
عــن هــذه الأســئلة،
وســتكون قــادراً علــى أن:
1
تصف تركيب الخلية العصبية
(العصبون)، وتصنّفها من حيث الشكل والوظيفة.
2
توضّح مفهوم السيال
العصبي، وتستنتج آليّة تكونه وانتقاله .
3
توضح تركيب الجهاز العصبي،
وتبيّن وظيفة كلّ مِن أقسامه.
4
تتبّعَ آليّة حدوث
الفعل المنعكس.
5
تقارن بين الجملة الودية
والجملة شبه الودية من حيث التركيب والوظيفة.
6
تتعرف إلى بعض المشكلات
الصحية التي تصيب الجهاز العصبي.
1.2 العصبون (الخلية
العصبية) (Neuron):
يُعــدّ العصبــون الوَحــدة
التركيبيــة والوظيفيــة للنســيج العصبــي؛ حيــث يشــكّل 10% مــن النســيج
العصبـي. ويختـص باسـتقبال
المنبهـات، ونقلهـا، والاسـتجابة لهـا علـى صـورة سـيالات عصبيـة تصـل إلـى
أعضــاء الاســتجابة
مثــل الغــدد والعضــلات.
والعصبونـات لا تُعـوض
فليـس لهـا القـدرة علـى الانقسـام، ويحـاط كلّ عصبـون بحوالي عشـر خلايا
لاحـظ الشـكل (1)، تعمـل
الخلايـا الدبقيـة (Glial
cells) بنائيـة مختلفـة الأشـكال والوظائـف، تسـمّى
هـذه الخلايـا علـى
ربـط العصبونـات ببعضهـا البعـض، وبالتالـي دعـم النسـيج العصبـي، كمـا تسـهم فـي
إمـداد العصبونـات
بالغـذاء، والأكسـجين، ونقـل الفضـلات مثـل ثانـي أكسـيد الكربـون مـن العصبونـات
إلى
الـدم.
تركيب العصبون
تختلـف العصبونـات عـن
بعضهـا فـي الحجـم والطـول والشـكل، فقـد تتـراوح مابيـن عـدة مليمترات
إلــى حوالــي المتــر.
ويقســم إلــى أقســام عّــدة، لاحــظ الشــكل (2):
شكل (1) النسيج العصبي
زوائـد عصبيـة متفرعـة،
وتُعـدّ امتـدادات للسـيتوبلازم، وتتناقـص فـي القطـر كلمـا الزوائـد الشـجرية:
ابتعــدت عــن جســم
الخليــة،
وتسـتقبل المعلومـات
وتنقلها باتجاه
جســم الخليــة. مــا
أهميــة زيــادة
عــدد التفرعــات والتشــعبات
فــي
الزوائــد الشــجرية؟
-2
: يشــكّل الجــزءجســم
الخليــة
المركــزي فــي العصبــون،
ويحــوي
معظم عضيات الخلية ما
عدا السـنتريولات (المريكزات)،
اذكرهـا. ويقـوم بالعمليـات
الأيضيّـة، وتزويـد الخليـة بالطاقـة اللازمـة لعملهـا وإنتـاج البروتيـن والنواقـل
العصبيــة. لمــاذا
لا يســتطيع العصبــون الانقســام؟
-3
امتـداد لجسـم العصبـون
يحـوي العديـد مـن الميتوكوندريـا والأنيبيبـات الدقيقـة المحـور الأسـطواني:
. تحيــط ببعــض المحــاورالأزرار
الطرفيــة التشــابكية والإنزيمــات، وينتهــي بنهايــات طرفيــة تحــوي
أليافًـا ، تنشـأ
مـن خلايـا شـفان، وتسـمىالغمـد الميلينـي طبقـة رقيقـة مـن مـادة دهنيـة بروتينيـة
تدعـى
. ويخلـو بعضهـا مـنعُقَـد
رانفييـه ، وتحـوي الأليـاف الميلينيـة انغمـادات غيـر مغلفـة تدعـىميلينيـة
الغمــد الميلينــي،
وتدعــى أليافًــا لا ميلينيــة. مــا اتجــاه انتقــال الســيال العصبــي فيــه؟
مــا أهميّــة الغمــد
الميلينـي؟ مـا أهميّـة
الأزرار التشـابكيّة فـي نهايـة المحـور الأسـطواني؟
شكل (2) تركيب العصبون
نشاط (1): فحص نسيج
عصبي:
وحتى تتعرف إلى شكل
العصبونات قم بالنشاط الآتي:
المواد والأدوات:
شرائح مجهرية جاهزة
لعصبونات، مجاهر ضوْئية.
خطوات العمل:
-1
باستخدام المجهر الضّوئي
افحص شرائح جاهزة لنسيج عصبي.
-2
ارسم ما شاهدته تحت
المجهر. مع كتابة الأجزاء على الرسم.
2.2 أنواع الخلايا
العصبيّة:
تُصنّـف العصبونـات
مـن ناحيـة الشـكل اعتمـادًا علـى عـدد الزوائـد التـي تخـرج مـن جسـم الخليـة،
وطريقـة تفـرع زوائدهـا
إلـى أشـكال عـدة، وهـي: عديـم المحـور، أحـادي القطـب، ثنائـي القطـب، متعـدد
الأقطاب. تأمّل الشكل
(3)، ثم اربط بين أسماء العصبونات وأشكالها.
تُصنّف العصبونات من
حيث الوظيفة التي تقوم بها إلى:
-1
: وحيدة القطب متصلة
بأعضاء الاسـتقبال الحسـي،عصبونات حسـيّة (Sensory Neurons)
شكل (3): أشكال العصبونات
60
تســتقبل المؤثــرات
الخارجيــة والداخليــة، وتنقلهــا علــى شــكل ســيالات عصبيــة إلــى الجهــاز العصبــي
المركـزي (الدمـاغ والحبـل
الشـوكي). توجـد أجسـام بعـض خلاياهـا فـي عقـدة الجـذر الظهـري للحبـل
الشوكي.
ابحث في مكان تواجد
أجسام خلايا المستقبلات الضوْئية والكيميائية.
-2
عديـدة الأقطـاب، تنقـل
الأوامـر مـن الجهـاز العصبـي عصبونـات حركيـة (Motor Neurons):
المركــزي إلــى أعضــاء
الاســتجابة (العضــلات والغــدد). وتوجــد أجســامها داخــل المــادة الرماديــة
فــي
الجهـاز العصبـي المركـزي.
-3
ذات أشــكال مختلفــة،
تشــكّل حلقــة وصــل تعمــلعصبونــات موصلــة (Inter Neurons):
علـى ربـط العصبونـات
المتجـاورة ببعضهـا. توجـد بأكملهـا داخـل المـادة الرماديـة فـي الجهـاز العصبـي
المركزي.
بالاستعانة بالشكل
(4)، أجب عن الأسئلة الآتية: سؤال
-1
صنّفْ العصبونات حسب
الشكل
والوظيفة.
-2
بم يتصل كل عصبون؟
شكل (4) أنواع العصبونات
حسب الوظيفة
يتكــون مــن مجموعــة
مــن الحُــزَم العصبيــة التــي العصــب:
تضـم مجموعـة مـن الزوائـد،
والمحـاور الإسـطوانية للعصبونات
غــلاف الحســية والحركيــة،
وتحــاط بنســيج ضــامّ يدعــى
. كل حزمـة تحـاط بنسـيج
ضـام يدعـىالمحـور الأسـطواني
، كمـا تحـاط جميـع
الحـزم بنسـيج ضـام آخـرغـلاف الحزمـة
. لاحــظ الشــكل
(5) الــذي يبيّــنغــلاف العصــب يدعــى
تركيـب العصـب.
3.2 السيال العصبي
(Nerve Impulse):
عنـد تعـرض العصبـون
لمؤثـر مـا تتولـد فيـه إشـارات كهروكيمائيـة، تنتقـل عبـر أجـزاء العصبـون إلـى
.بالســيال العصبــي
عصبــون آخــر، أو غــدة، أو عضلــة. وهــذا مــا يعــرف
آليّة تكوين السيال
العصبي :
تمر الخلية العصبية
في حالتين:
الأولـى: جهـد الغشـاء
الخلـوي فـي حالـة الراحـة
(الاســتقطاب أو التأهّــب
الكهربائــي)
:(Polarization)
تأمّل الشكل (6)، ثم
أجب عن الأسئلة الآتية:
-1
ما نوع الشحنة داخل
العصبون وخارجه؟
-2
قارن بين كمية كلّ من
أيونات الصوديوم والبوتاسيوم
خارج العصبون وداخله.
-3
كيف تنتقل كل من أيونات
الصوديوم والبوتاسيوم؟
-4
ما مقدار فرق الجهد
الكهربائي بين داخل العصبون
وخارجه ؟
شكل (5) العصب
شكل (6) حالة الاستقطاب
(الراحة)
العوامل التي تسهم في
جعل داخل العصبون سالبًا مقارنة مع خارجه:
-1
النفاذيّة الاختيارية
العالية لغشاء محور العصبون لأيونات البوتاسيوم، وقلة نفاذيّة أيونات الصوديوم.
-2
(3Na+مِضخـة صوديـوم بوتاسـيوم
الموجـودة فـي غشـاء العصبـون؛ حيـث تضـخ ثلاثـة أيونات صوديـوم (
2K) نحـو الداخـل.+نحـو
الخـارج مقابـل أيونـي بوتاسـيوم (
-3
وجـود بروتينـات وأيونـات
أخـرى كبيـرة الحجـم مشـحونة بشـحنة سـالبة داخـل العصبـون، ولا تسـتطيع
النفـاذ عبـر الغشـاء.
الثانية: آليّة تكوين
جهد الفعل (Production
of Action Potential):
فـي حالـة الراحـة
(الاسـتقطاب) يكـون غشـاء العصبـون سـالبًا مـن الداخل مقارنة مـع خارجه، وفرق
70 مللـي فولـت). وعنـد
تنبيـه العصبـون تحـدث تغيـرات فـي نفاذيّـة الغشـاء الخلـوي_الجهـد الكهربائـي(
فــي منطقــة المؤثــر
علــى الزوائــد الشــجرية، لإحــداث جهــد الفعــل حســب الخطــوات الآتيــة:
:- إزالة الاستقطاب
(Depolarization)1
اســتعن بالشــكل
(7) إزالــة الاســتقطاب
وانعكاســه للإجابــة
عــن الأســئلة الآتيــة:
-1
ما التغيرات التي تحدث
عند وصول
منبّه؟
-2
أيّ القنوات مفتوحة،
وأيّها مغلقة؟
-3
ماذا تتوقّع أن يحدث
لفرق التركيز
Na)؟+،K +(
-4
ماذا تتوقّع أن يحدث
لفرق الجهد؟
عنـد تنبيـه غشـاء العصبـون
يسـتجيب للعديـد مـن المنبهـات التـي يجـب أن تكـون شـدتها كافيـة لتغييـر
:(أقـل جهـد فعـل يلـزم
لاسـتمرار فتـح قنـواتجهـد العتبة حالـة الاسـتقطاب فـي العصبـون، التـي تدعـى
55 مللـي فولـت)._60
إلـى_الصوديـوم ليحـدث تغييـر فـي حالـة الإسـتقطاب (
Na)
وتفتـح قنـوات الصوديـوم؛ مـا يـؤدي إلـى اسـتمرار+تـزداد نفاذيّـة الغشـاء لأيونـات
الصوديـوم (
Na)
مـن خـارج الخليـة إلـى داخلهـا، مـع بقـاء قنـوات البوتاسـيوم+دخـول كميـات كبيـرة
مـن أيونـات (
مغلقــة؛ مــا يزيــد
مــن الشــحنات الموجبــة داخــل الخليــة، ويقلّــل مــن فــرق الجهــد علــى جانبــيّ
الغشــاء
بإزالــة الاســتقطاب.
تدريجيًــا حتــى يصــل إلــى صفــر، وهــذا مــا يُدعــى
شكل (7) ازالة الاستقطاب
وانعكاسه
2- انعكاس الاستقطاب
(Reverse Polarization):
Na)
إلــى داخــل الخليــة مــع بقــاء قنــوات أيونــات البوتاســيوم+يــزداد دخــول
أيونــات الصوديــوم (
+35 مللي فولت). - مغلقة،
فينعكس فرق الجهد ليصل إلى (+30
:3 - إعادة الاستقطاب
(Repolarization)
لاحــظ الشــكل (8)،
وأجــب عــن الأســئلة التــي
تليــه:
-1
ماذا حدث لقنوات أيونات
الصوديوم وقنوات
أيونات البوتاسيوم؟
-2
ماذا تتوقع أن يحدث
لفرق الجهد داخل
الخلية وخارجها ؟
+35 - عنـد وصـول فـرق
الجهد إلى(+30
K)؛
مـا يزيـد الشـحنات الموجبـة فـي الخـارج حتـى تعـود+مللـي فولت)يبـدأ خـروج أيونـات
البوتاسـيوم (
الخليــة إلــى فــرق
الجهــد الطبيعــي (-70 مللــي فولــت).
سؤال ماذا يحدث إذا
بقيت قنوات أيونات البوتاسيوم مفتوحة مع استمرار بقاء قنوات الصوديوم
مغلقة؟
:4- فوق الاستقطاب
(Hyper Polarization)
يســتمر خــروج أيونــات
البوتاســيوم إلــى أن يصــل فــرق الجهــد إلــى(-90 مللــي فولــت)، مــع بقــاء
ثـم تُغلـق قنوات البوتاسـيوم،
وتنشـط مضخة بفـوق الاسـتقطاب. قنـوات الصوديـوم مغلقـة، وهـذا مايدعـى
صوديـوم – بوتاسـيوم،
لإعـادة فـرق الجهـد إلـى
حالـة الراحـة (-70مللـي
فولـت)، ولا تسـتجيب
هـذه المنطقـة لأيّ
مؤثـر حتـى يعود فيها الغشـاء
العصبــي إلــى حالــة
الاســتقطاب الأصليّــة،
فتــرة الجمــوح (-Refractory Pe وتســمى
وتسـتمر هـذه الفتـرة
لمـدة تتـراوح ما بين (riod
(3 -1 مللــي ثانيــة)،
عنــد ذلــك يمكــن لهــذه
النقطـة أن تسـتقبل
مؤثّـرا جديـدًا.
شكل (8) اعادة الإستقطاب
شكل (9) فوق الإستقطاب
يمثّـل الرسـم البيانـي
منحنـى مراحـل تكـوّن السـيال العصبـي (جهـد الفعـل): ادرسـه ثـمّ أجـبْ سـؤال
عن الأسئلة الآتية:
ماذا تمثّل كلٌّ من
المناطق ( أ، ب، ج ، د،
هـ، و)؟
لماذا انخفض فرق الجهد
إلى (-90 مللي
فولت) عند النقطة هـ؟
كيف تمّت إعادتة إلى
(-70مللي فولت)؟
أيّ القنوات تكون مفتوحة
في كلّ من المناطق
(ب، ج، د)؟
4.2 انتقال السيال العصبيّ
تتم عمليّة انتقال السيال
العصبيّ في مرحلتين :
المرحلـة الأولـى
: انتقـال السـيال العصبـي علـى طـول محـور
العصبون.
أ- انتقــال الســيال
العصبــي علــى طــول محــور العصبــون
اللاميلينــي.
مـا تأثيـر حـدوث جهدالفعـل
نتيجـة مؤثّـر فـي منطقـةٍ مـا على
غشــاء العصبــون، وعلــى
باقــي أجــزاء العصبــون؟
يعدّ حدوث جهد الفعل
في منطقة على الغشاء منبّهًا جديدًا للمنطقة المجاورة، فيعمل على:
1- زيـادة نفاذيـة الغشـاء
الخلـوي لأيونـات الصوديـوم إلـى داخـل الخليـة عبـر القنـوات - المعتمـدة علـى تغير
فرق
الجهد، ويتبعه خروج
أيونات البوتاسيوم عبر قنواته للخارج، فيصبح داخل العصبون موجبًا مقارنة بخارجه.
2- يؤثـر جهـد الفعـل
فـي المنطقـة المجـاورة مـن الغشـاء، وتنتشـر أيونـات الصوديـوم خـلال السيتوسـول
للمنطقــة المجــاورة
مشــكّلة تيــارًا داخليًّــا بمــا يشــبه انتقــال التيــار الكهربائــي، مؤدّيــاّ
إلــى تغيّــر فــرق
الجهــد مــن (- 70مللــي
فولــت) إلــى (-55 مللــي فولــت)، ومســبّبًا حــدوث جهــد فعــل بالمنطقــة
المجــاورة. وفــي الوقــت
نفســه تعــود المنطقــة الأولــى فــي العصبــون إلــى حالــة الاســتقطاب.
شكل (10) انتقال السيال
العصبي
3- تتكـرّر الخطـوات
السـابقة علـى طـول المحـور مـن موقـع إلـى آخـر، مسـبّبةً انتقـال السـيال العصبـيّ
علـى
شـكل سلسـلة متعاقبـة
حتـى نهايـة محـور الخليـة العصبيـة، والأزرار التشـابكيّة. وتُعرف هـذه الآليّة
بآليّة
.(Continuous conduction)
المسـتمر ، أوالنقل المتواصل
سؤال ما أهميّة فترة
الجموح في اتجاه انتقال السيال العصبي؟
ب- انتقال السيال العصبي
على طول المحور العصبون الميليني:
تأمّل الشكل (11)،
ثم أجبْ عن الأسئلة الآتية:
في أي المناطق يتكون
جهد الفعل؟
كيف تسهم عُقَد رانفييه
في نقل السيال
العصبي؟
لماذا سمّيَ انتقالُ
السيال العصبيّ النقلَ
القافز؟
-
أيّهما تتوقع أن يكون
أسرع في نقل السيال العصبي: العصبون الميليني أم العصبون اللاميليني؟
تنتقـل الأيونـات الموجبـة
مـن عقـدة إلـى أخـرى كأنّهـا تقفـز، وهـذا يفسّـرُ سـرعة انتقـال السـيال
،(Saltatory conduction)
النقــل القافــز العصبـي فـي الأعصـاب الميلينيـة، وتسـمّى هـذه الآليـةُ آليّـةَ
وهــو أســرع خمســين
مــرة مــن النقــل المتواصــل؛ حيــث تصــل الســرعة حوالــي 120 م/ث.
سـؤال أيّهمـا يسـتهلك
طاقـة أكبـر فـي نقـل السـيال: النقـل المتواصـل، أم النقـل القافـز؟ فسّـرْ
إجابتـك.
)، صمّمْ تطبيقًا تفاعليًا،
يوضّح آليّةVisual
Basic: باستخدام برنامج فيجول بيسك (نشاط (2)
انتقال السيال العصبي
على طول مِحور العصبون.
شكل (11) انتقال السيال
العصبي في العصبون الميليني
المرحلــة الثانيــة:
آليّــة انتقــال الســيال العصبــي عنــد منطقــة التشــابك العصبــي (Synaptic
:(Transmission
يمثّـل الشـكل (12)
خطـوات انتقـال السـيال العصبـي فـي التشـابكات العصبيّـة، اسـتعنْ بـه للإجابـة عـن
الأسـئلة التـي تليـه:
-1
ماذا تُدعى المنطقة
بين عصبون وآخر؟ صفْ تركيبها.
-2
تتبّعْ خطوات انتقال
السيال العصبيّ عند منطقة التشابك العصبيّ.
-3
هل يلزم تنبيه كل عصبون
تنبيهًا خارجيًّا؟ وضّح ذلك بمثال.
-4
قارنْ بين انتقال السيال
العصبي عبر المحور الأسطواني، والشق التشابكي من حيث: طبيعة التأثير
وسرعة النقل.
سؤال ماذا يحدث إذا
لم تتمّ إزالة النواقل العصبيّة من الشق التشابكي؟
شكل (12) آليّة انتقال
السيال العصبي عند منطقة التشباك العصبيّ
________________________________________
:(Structure of the Nervous System)
تركيب الجهاز العصبي 5.2
يتكـون الجهـاز العصبـي
المركـزي أولًا: الجهـاز العصبـيّ المركـزيّ (Central nervous system):
. ويعمــل علــى تنظيــم
جميــع أنشــطة الجهــاز العصبــي والتحكــم فيهــا؛الحبــل الشــوكيو الدمــاغ مــن
ونظــرًا لأهميّــة
هــذا الجهــاز فقــد منحــه اللــه وســائل متعــددة للحمايــة؛ حيــث يحيــط بالدمــاغ
والحبــل
، وتقسـم إلـى:أغشـية
السّـحايا الشـوكي ثلاثـة أغشـية تتكـوّن مـن أنسـجة ضامّـة تدعـى
: غشاء ليفي سميك متصل
بجدار الجمجمة والعمود الفقري.الأم الجافية أ-
: غشـاء رقيـق يحيـط
بالدمـاغ والحبـل الشـوكي مباشـرة، وتنتشـر فيـه أوعيـة دمويـة كثيـرة،الأم الحنـون
ب-
لتغذيـة الدمـاغ والحبل
الشـوكي.
: غشـاء رقيـق شـفاف
يقـع بيـن الأم الجافيـة والأم الحنـون، يفصـل بينهمـا حيّـزٌالغشـاء العنكبوتـي
ج-
يحـوي السـائل المخـي
الشـوكي.
سؤال
-1
كيف يُسهم السائل المخي
الشوكي في حماية الدماغ والحبل الشوكي؟
-2
اذكر وسائل حماية أخرى
للدماغ والحبل الشوكي.
مســتعينًا بالشــكل
(13) قــارنْ بيــن موقــع كلّ مــن المــادة البيضــاء والمــادة الرماديــة فــي
كلٍّ مــن الدمــاغ
والحبـل الشـوكي.
شكل (13) أغشية السحايا
يُعـدّ الدمـاغ مـن
أهـم أعضـاء جسـم أ. الدمـاغ (Brain)
الإنســان، ويتكــوّن
مــن حوالــي 100 بليــون خليــة عصبيّــة،
ويشــغل أغلــب حيّــز
الجمجمــة، وتبلــغ كتلتــه فــي الإنســان
البالــغ حوالــي
1400 غــم، ويســتهلك نحــو 20 % مــن
الأكسـجين الواصـل
للجسـم. ويُعـدّ الغلوكلـوز الغـذاء الوحيـد
الدمــاغ، والمــخ لخلايــا
الدمــاغ. ويتكــون الدمــاغ مــن
، لاحــظ الشــكلالمخيــخ،
وجــذع الدمــاغ، والبينــي
(14).
المخ (Cerebrum):
أكبــر أجــزاء الدمــاغ
حجمًــا وأكثرهــا تعقيــدًا،
ويشـكّل حوالـي 90%
مـن حجـم الدمـاغ. يوجـد علـى
، مــاالتلافيــف ســطح
المــخ طيّــاتٌ وثنيــاتٌ تســمى
أهميتهـا؟ يتكـوّن
المـخ مـن طبقـة رماديّـة تحـوي أجسـام
القشــرة العصبونــات،
وتوجــد علــى الســطح وتدعــى
. أمـا المـادة البيضاء
فتوجد فـي الداخل وتحتويالمخيّـة
علـى الأليـاف الميلينيّـة
للعصبونـات. يرتبـط نصفـيّ الكرة
الجسـم المخيّـة مـع
بعضهـا البعـض بنسـيجً ضـامّ يدعـى
. يبيّـن الشـكل
(15) وجـود تصالـب فـي أداءالجاسـئ
المــخ؛ حيــث يســيطر
نصــف الكــرة المخيــة الأيمــن
علـى الوظائـف الحركيّـة
والحسـيّة للجانـب الأيسـر مـن
الجســم، بينمــا يســيطر
نصــف الكــرة الأيســر علــى وظائــف
الجانـب الأيمـن مـن
الجسـم. بيّـنْ مهـام كلٍّ مـن الجـزء الأيمـن
والأيسـر.
:تقسم القشرة المخية
(Cerebral cortex)
إلى ثلاثة مراكز وظيفيّة
تستقبل السيالات العصبية
من المستقبلات الحسيّة، وتحلّلها. أ- مراكز حسيّة (Sensory centers):
شكل (14) مقطع طولي
للدماغ
الشكل (15): نصفا الكرة
المخية
وتصالب الأداء
مسؤولة عن إعطاء أوامر
انقباض العضلات الهيكليّة الإراديّة. ب- مراكز حركيّة (Motor centers):
وتحتوي على مراكز اللغة
والتفكير والذاكرة والذكاء ج- مراكز منظّمة (Association centers):
والعواطف، وتقوم بتحليل
المعلومات الحسيّة وتفسيرها .
ويقســم المــخ إلــى
مناطــق (فصــوص)، تعــرف بأســماء عظــام الجمجمــة التــي تغطيهــا. وهــي:
الفــص الجبهــي، والجــداري،
والقفــوي، والصدغــي. حــدّدْ موقعهــا علــى الشــكل (15).
: ويتكوّن من أربعة
أجزاء منها: الدماغ البيني (Diencephalon)
: يقع أسفل المخ مباشرة،
ويعدّ مركزًا لتنظيم وتجميع السيالاتأ- المهاد (الأيمن والأيسر) (Thalamus)
العصبية القادمة من
جميع أعضاء الحس باستثناء الشمّ، ويمرّرها إلى مراكز الإحساس المختلفة في قشرة المخ.
يقــع مباشــرة أســفل
المهــاد، ويتصــل عصبيًّــا مــع الغــدة ب- تحــت المهــاد (Hypothalamus):
النخاميــة، كمــا يتصــل
بقشــرة المــخ، والمهــاد، والجهــاز العصبــي الطرفــي، وهــو مســؤول عــن:
-1
تنظيم البيئة الداخلية
للجسم.
-2
تنظيم نشاطات الجسم
مثل الشعور بالجوع، والعطش،
والنوم، وحفظ توازن
الماء والحرارة.
-3
مركز رئيس لضبط الجهاز
العصبي الذاتي، لارتباطه
عصبيًا مع هذا الجهاز.
-4
يساعد جذع الدماغ في
تنظيم الحركات التنفسية،
وضغط الدم ونبض القلب.
-5
يصل بين نصفيّ الكرة
المخية وبين جذع الدماغ.
(Brain Stem): يتكــونّ مــن (الدمــاغ
جــذع الدمــاغ
المتوســط، القنطــرة،
النخــاع المســتطيل).
تتـم فيـه معالجـة المعلومـات
البصريّـة والسـمعيّة ، مثـل تحريك العين :(Midbrain) أ- الدمـاغ المتوسـط
.بالفعل المنعكـس الدماغي
والرقبـة والـرأس باتجـاه مصـدر الصـوت المفاجـئ. وهـذا مـا يسـمّى
الشكل (16): الدماغ
البيني وجذع الدماغ
نشــاط (2): الفعل المنعكس
الدماغي:
تتأثر منطقة الرأس
والرقبة بمؤثرات خارجية مفاجئة تؤدي إلى أفعال منعكسة لمنطقة الرأس.
المواد والأدوات:
مصدر ضوء شديد، مصدر
صوت، ليمون، أو أيّ موادّ أو أدوات أخرى تراها مناسبة.
خطوات العمل:
1- صمّم خطوات عمل تبيّن
فيها حدوث أفعال منعكسة دماغية.
راع قواعد السلامة خلال
تنفيذك لهذا النشاط.
(Pons): تحـوي مراكـز حساسـة
لتركيـز الأكسـجين والرقـم الهيدروجينـي، وتسـيطرب- القنطرة-الجسـر
علـى معـدّل التنفـس
وعمقـه.
(Medulla Oblongata):
يحوي مراكز تنظيم نبض القلب، والتنفس، وانقباض ج- النخاع المسـتطيل
العضـلات الملسـاء فـي
الأوعيـة الدمويـة، والهضـم، إضافـة إلـى مراكـز الأفعـال المنعكسـة، مثـل السـعال،
والعطـس، والتقيؤ، والبلع.
:(Cerebellum) المخيْخ
ثانــي أكبــر أجــزاء
الدمــاغ، يوصــف بأنــه شــجرة الحيــاة ويتكــون مــن ثلاثــة فصــوص:
فصّيـن جانبييْـن علـى
شـكل نصفـي كـرة، بينهمـا الفصّ الدودي الشـكل (17). يسـتقبل ويعالـج المعلومات
شكل (17) المخيخ
في أيّ جزء من أجزاء
الدماغ تتمّ معالجة المعلومات في هذا النشاط؟ ماذا تستنتج؟
أ- المخيخ
ب- مقطع عرضي في المخيخ
الحسـية الـواردة مـن
الأذن الداخليّـة، ومعلومـات بصريـة ولمسـيّة، فيرسـل السـيالات للعضـلات، وينسّـق
عملهـا للمحافظـة علـى
تـوازن الجسـم بعـد أن يسـتلم المعلومـات القادمـة مـن المـخ عـن الوضـع المرغـوب
فيـه للأطـراف، ثـم
يرسـلها إلـى الحبـل الشـوكي الـذي يرسـل أوامـره للعضـلات الهيكليّـة مسـبّبا انقباضهـا
وانبسـاطها لتحريـك
الجسـم بالوضـع المطلـوب.
سؤال ماذا يحدث لو أصيبت
خلايا المخيْخ بتلف؟
نشاط (3): تشريح دماغ
خروف:
للتعرّف على أجزاء
الدماغ قم بالنشاط الآتي:
المواد والأدوات:
حـوض تشـريح، دمـاغ
خـروف أو عجـل، أدوات تشـريح، قفازات،كمامـة، فورماليـن (فورمالدهايد)
مخفـف 5%، معطـف مختبـر.
خطوات العمل:
-1
اغمر الدماغ في محلول
الفورمالين 5 % مدة 4-2 ساعات. لماذا؟
-2
اغسل الدماغ بالماء
مرات عدة.
-3
تفحّص كِلا السطحيْن
للدماغ ( البطني والظهري)، وتعرّف أجزاءه. ماذا تلاحظ.
-4
افتح نصفي كرة المخ
قليلًا وذلك بشدهما بعيدًا عن بعضهما، هل هما مفصولان تمامًا؟
الأسئلة:
-1
مـاذا يُسـمّى كلّ نصـف؟
هـل هـو كـروي تمامًـا؟ هـل سـطحه أملـس؟ لاحـظ وجـود تلافيـف عديـدة
تفصـل بينهـا شـقوق
جانبيـة صغيرة.
-2
ما اسم مجموعة الألياف
العرضية التي تربط نصفيّ الكرة المخيّة؟
قارنْ بين تلافيف المخ
وتلافيف المخيخ.
-4
حدّدْ موقع المادة الرمادية
والبيضاء في كل من المخ والمُخيخ.
راع اتباع قواعد السلامة
العامة في تنفيذ النشاط.
ب- الحبل الشوكيّ (Spinal Cord)
حبـلٌ عصبـيٌّ أبيـضُ
أسـطوانيّ الشـكل ، يتكـوّن مـن النسـيج العصبـي، ويمتـد مـن جـذع الدمـاغ
إلـى منطقـة الظهـر
العجزيّـة، ويتـراوح طولُـه مابيـن 45-42 سـم. وقطـره 1.5 سـم، وتتفـرع منـه آعصـاب
شوكية.
Post a Comment